绕驾驶轴线驾驶飞行器的方法和设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780012123.5

申请日:

2007.04.05

公开号:

CN101415604A

公开日:

2009.04.22

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):B64C 13/16变更事项:申请人变更前权利人:法国空中巴士公司变更后权利人:法国空中客车公司变更事项:地址变更前权利人:法国图卢兹变更后权利人:法国图卢兹登记生效日:20120112|||专利申请权的转移IPC(主分类):B64C 13/16变更事项:申请人变更前权利人:法国空中客车公司变更后权利人:空中客车运营简化股份公司变更事项:地址变更前权利人:法国图卢兹变更后权利人:法国图卢兹登记生效日:20120112|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B64C13/16; G05D1/08

主分类号:

B64C13/16

申请人:

法国空中巴士公司

发明人:

S·德兰诺伊; T·伯廷

地址:

法国图卢兹

优先权:

2006.4.11 FR 0603183

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

曾祥夌;何自刚

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内容摘要

通过根据特定的驾驶轴线将驾驶指令偏移一部分,驾驶设备(1)允许获得和使用常用驾驶情况下相同的指令,而没有产生飞行器的不适感的柔性激发。

权利要求书

1.  一种绕驾驶轴线驾驶飞行器的方法,所述飞行器包括多个N个可控制的空气动力面(2A到2N),它们能够使飞行器绕所述驾驶轴线移动,根据此方法以自动且重复的方式实施如下一系列连续的操作:
a)产生与所述驾驶轴线有关的总驾驶指令;
b)根据此总驾驶指令,确定用于所述可控制的N个空气动力面(2A到2N)的单独的控制指令;和
c)对所述空气动力面(2A到2N)应用所述单独的控制指令,
其特征在于:
-在步骤b)中,根据所述总驾驶指令,通过每次将所述总驾驶指令与至少一个正的或负的增益Ki相乘,形成分别与所述N个空气动力面(2A,2N)相关的N个单独的驾驶指令,i是从1到N变化的整数,并且N是大于1的整数,所述增益Ki例如是:
· Σ i | Ki | = N ]]>
·它们允许减少N-1个飞行器的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感,这N-1个柔性模式根据与该飞行器相关的参数的当前值进行选择;以及
·一起应用产生效应的所述N个单独的驾驶指令,对于绕所述驾驶轴线驾驶飞行器,这些效应总体上对应于所述总驾驶指令的效应,
通过解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统而获得这N个指令;
-在步骤b)中,随后从所述单独的驾驶指令推算出所述单独的控制指令;以及
-在步骤c)中,对所述空气动力面(2A到2N)应用如下指令:
·开始时,仅应用单独的控制指令,这些单独的控制指令从所述单独的驾驶指令推算而来,而所述单独的驾驶指令根据正的增益Ki获得;并且
·在预定的时间之后,应用在步骤b)中推算的全部所述单独的控制指令。

2.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预定的时间是柔性模式的半个周期,所述柔性模式对该飞行器的舒适度产生最负面的效应。

3.
  根据权利要求1和2中任一项所述的方法,其特征在于:-增益Ki是例如等于零的和;并且
-在步骤c)中:
·开始时,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) , ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,并且Eff(t)是将以相等的方式分配到N个空气动力面(2A到2N)上的指令,以获得总效应N·Eff(t);并且
·在所述预定的时间T后,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) + Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的。

4.
  根据权利要求1和2中任一项所述的方法,其特征在于:
-增益Ki是例如不同于零的和;并且
-在步骤c)中:
·开始时,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = KA . Σ j Kj . Eff ( t ) ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,Eff(t)是将以相等的方式发送到N个空气动力面(2A到2N)上的指令,以获得总效应N·Eff(t),并且KA是满足如下关系的增益:
KA . Σ j Kj = N ]]>
·在所述预定的时间T后,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = [ KA . Σ j Kj . Eff ( t ) ] - [ KB . Σ j Kj . Eff ( t - T ) ] ]]>
+ [ ( KA + KB ) · E l | Kl | . Eff ( t - T ) ] ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的,并且KB是满足如下关系的增益:
[ ( KA - KB ) · E j Kj ] + [ ( KA + KB ) · E l | Kl | ] = N . ]]>

5.
  根据权利要求1到4中任一项所述的方法,其特征在于,所述驾驶轴线是配备两个机翼的所述飞行器的侧滚轴线,所述空气动力面(2A到2N)是安装在所述机翼上的副翼,并且N是副翼的数目。

6.
  根据权利要求1到4中任一项所述的方法,其特征在于,所述驾驶轴线是所述飞行器的偏航轴线,并且所述空气动力面(2A到2N)是所述飞行器的方向舵。

7.
  一种绕驾驶轴线驾驶飞行器的设备,所述飞行器包括多个N个可控制的空气动力面(2A到2N),所述空气动力面(2A到2N)能产生绕所述驾驶轴线的飞行器的移动,所述设备(1)包括:
-用来产生与所述驾驶轴线有关的总驾驶指令的第一装置(3);
-用来根据此总驾驶指令,确定用于所述可控制的N个空气动力面(2A到2N)的单独的控制指令的第二装置(4A到4N);和
-用来将所述单独的控制指令应用到所述空气动力面(2A到2N)上的第三装置(6A到6N),
其特征在于:
-所述第二装置(4A到4N)包括装置(8A到8N),其用于根据所述总驾驶指令,通过每次将所述总驾驶指令与至少一个正的或负的增益Ki相乘,形成分别与所述N个空气动力面(2A到2N)相关的N个单独的驾驶指令,i是从1到N变化的整数,并且N是大于1的整数,所述增益Ki例如是:
· Σ i | Ki | = N ; ]]>
·它们允许减少N-1个飞行器的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感,这N-1个柔性模式根据与该飞行器相关的参数的当前值进行选择;以及
·一起应用产生效应的所述N个单独的驾驶指令,对于绕所述驾驶轴线驾驶飞行器,这些效应总体上对应于所述总驾驶指令的效应,
通过解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统而获得这N个指令;
-所述第二装置(4A到4N)还包括用来从所述单独的驾驶指令推算出所述单独的控制指令的装置(9A到9N);并且
-所述第三装置(6A到6N)形成为以便向所述空气动力面(2A到2N)应用如下指令:
·开始时,仅应用单独的控制指令,这些单独的控制指令从所述单独的驾驶指令推算而来,而所述单独的驾驶指令根据正的增益Ki获得;并且
·在预定的时间后,应用全部所述单独的控制指令。

8.
  一种飞行器,其特征在于,所述飞行器包括能够实施如权利要求1到6中任一项所述方法的设备(1)。

9.
  一种飞行器,其特征在于,所述飞行器包括如权利要求7所述的设备(1)。

说明书

绕驾驶轴线驾驶飞行器的方法和设备
本发明涉及绕驾驶轴线驾驶飞行器(尤其是运输机)的方法和设备。
尽管是非排他性的,但本发明更具体地适用于绕飞机的侧滚轴线驾驶飞机。已知的是,通过侧滚操纵机构的移动来进行飞机的侧滚控制和驾驶,该侧滚操纵机构是副翼及/或扰流器。如果飞机的机翼是足够柔性的,并且如果副翼和/或扰流器的移动是相对动态的,那么侧滚驾驶将导致不可忽略的结构性激励,这会沿飞机的机舱产生令人不适的加速。
为了使这种结构性激励最小,并从而增加飞行员及乘客的舒适度,一种常用解决方案包括过滤副翼和/扰流器的移动,以便减弱驾驶指令的高频成分(大于1Hz)。然而,这种常用的解决方案产生重大的驾驶问题,因为副翼和扰流器的移动相对于指令有相位偏移,这会产生驾驶精度损失,甚至产生飞行员与飞机结构之间的联接不稳定。
本发明涉及绕驾驶轴线驾驶飞行器的方法,该方法允许弥补前述缺陷。
为此,根据本发明,所述绕驾驶轴线驾驶飞行器的方法,所述飞行器包括多个N个可控制的空气动力面,它们能够使飞行器绕所述驾驶轴线移动,根据此方法以自动且重复的方式实施如下一系列连续的操作:
a)产生与所述驾驶轴线有关的总驾驶指令;
b)根据此总驾驶指令,确定用于所述可控制的N个空气动力面的单独的控制指令;和
c)对所述空气动力面应用所述单独的控制指令,
值得注意的是:
-在步骤b)中,根据所述总驾驶指令,通过每次将所述总驾驶指令与至少一个正的或负的增益Ki相乘,形成分别与所述N个空气动力面相关的N个单独的驾驶指令,i是从1到N变化的整数,并且N是大于1的整数,所述增益Ki例如是:
· Σ i | Ki | = N ; ]]>
·它们允许减少N-1个飞行器的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感,这N-1个柔性模式根据与该飞行器相关的参数的当前值进行选择;以及
·一起应用产生效应的所述N个单独的驾驶指令,对于绕所述驾驶轴线驾驶飞行器,这些效应总体上对应于所述总驾驶指令的效应,
通过解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统而获得这N个指令;
-在步骤b)中,随后从所述单独的驾驶指令推算出所述单独的控制指令;以及
-在步骤c)中,对所述空气动力面应用如下指令:
·开始时,仅应用单独的控制指令,这些单独的控制指令从所述单独的驾驶指令推算而来,而所述单独的驾驶指令根据正的增益Ki获得;并且
·在预定的时间之后,应用在步骤b)中推算的全部所述单独的控制指令。
这样,受惠于本发明,将总驾驶指令分化发送到各个空气动力面上,目的在于减少数目为N-1个柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感。这允许减少这种不适感,同时按照所述总驾驶指令产生绕所述驾驶轴线的驾驶。
将会注意到在本发明的范围内:
-以下确定的增益和偏移值根据该飞行器的常用数学模型来确定。这些增益和偏移值取决于与该飞行器相关的参数的当前值,并且尤其取决于该飞行器的速度和质量。这些增益和偏移值优选地根据它们所依据的那些参数列在二维数组中。因此,根据飞行过程中测量的这些参数的当前值,借助于这些数组自动地选择对应的增益和偏移值。通过将在该飞行器上可测量的其它参数考虑在内,可以使这些增益和偏移值更精确;以及
-以通常的方式根据该飞行器的数学模型得知该飞行器的柔性模式。这些柔性模式在该飞行器的飞行领域(domaine de vol)内根据与所述飞行器相关的参数(例如速度、质量或马赫数)的当前值而演变。因此,根据飞行期间测量的这些参数的当前值,尤其是借助于列表,自动地选择所述N-1个柔性模式(减少了它们的激发)。
在一个具体实施例中,根据本发明的过程在对该飞行器的速度测量的基础上实时地实施。这样,当该飞行器的当前速度达到一个范围,在该范围内由本发明的实施所产生的作用是所希望的作用时,实施所述过程。此实施的激活可取决于其它参数,尤其是允许确定增益和偏移值的前述参数。
以有利的方式,所述预定的时间是柔性模式的半个周期,其对该飞行器的舒适度产生最负面的效应。
在第一实施例中:
-增益Ki是例如等于零的和并且
-在步骤c)中:
·开始时,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) , ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,并且Eff(t)是以相等的方式发送到N个空气动力面上的指令,以获得总应N·Eff(t);并且
·在所述预定的时间T后,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) + Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的。
此外,在第二实施例中,允许对t=0和t=T之间的时间间隔消除驾驶指令中的或然偏差。
-增益Ki是例如不同于零的和并且-在步骤c)中:
·开始时,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = KA . Σ j Kj . Eff ( t ) , ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,Eff(t)是以相等的方式发送到N个空气动力面上的指令,以获得总效应N□Eff(t),并且KA是满足如下关系的增益:
KA . Σ j Kj = N ; ]]>
·在所述预定的时间T后,应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = [ KA . Σ j Kj . Eff ( t ) ] - [ KB . Σ j Kj . Eff ( t - T ) ] ]]>
+ [ ( KA + KB ) . Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ] , ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的,并且KB是满足如下关系的增益:
[ ( KA - KB ) . Σ j Kj ] + [ ( KA + KB ) . Σ l | Kl | ] = N . ]]>
在本发明的一个优选应用中,所述驾驶轴线是配备两个机翼的飞行器的侧滚轴线,所述空气动力面是安装在所述机翼上的副翼(和/或扰流器),并且N是副翼(和扰流器)的数量。
然而,本发明还可应用于飞行器的偏航驾驶,因而在此情况下,所述驾驶轴线是该飞行器的偏航轴线,并且所述空气动力面是所述飞行器的方向舵。
本发明还涉及绕驾驶轴线驾驶飞行器的设备,例如其侧滚轴线或偏航轴线,所述飞行器包括多个N个可控制的空气动力面,该空气动力面能够产生绕所述驾驶轴线的飞行器的移动。
为此,根据本发明,所述类型的设备包括:
-用来产生与所述驾驶轴线有关的总驾驶指令的第一装置;
-用来根据此总驾驶指令,确定用于所述可控制的N个空气动力面的单独的控制指令的第二装置;和
-用来将所述单独的控制指令应用到所述空气动力面上的第三装置,
值得注意的是:
-所述第二装置包括如下装置,其根据所述总驾驶指令,通过每次将所述总驾驶指令与至少一个正的或负的增益Ki相乘,形成分别与所述N个空气动力面相关的N个单独的驾驶指令,i是从1到N变化的整数,并且N是大于1的整数,所述增益Ki例如是:
· Σ i | Ki | = N ; ]]>
·它们允许减少N-1个飞行器的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感,这N-1个柔性模式根据与该飞行器相关的参数的当前值进行选择;以及
·一起应用产生效应的所述N个单独的驾驶指令,对于绕所述驾驶轴线驾驶飞行器,这些效应总体上对应于所述总驾驶指令的效应,
通过解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统而获得这N个指令;
-所述第二装置还包括用来从所述单独的驾驶指令推算出所述单独的控制指令的装置;并且
-所述第三装置形成为用来向所述空气动力面应用如下指令:
·开始时,仅应用单独的控制指令,这些单独的控制指令从所述单独的驾驶指令推算而来,而所述单独的驾驶指令根据正的增益Ki获得;并且
·在预定的时间后,应用全部所述单独的控制指令。
附图中唯一的图将使得易于理解如何实施本发明。此唯一的图是根据本发明的导航设备的示意图。
根据本发明并在该图中示意性地呈现的设备1用于绕驾驶轴线驾驶尤其是运输机的飞行器,该驾驶轴线例如为侧滚轴线或偏航轴线。在本发明的范围内,所述飞行器(未示出)包括多个N个常用的空气动力面2A,2B,...,2N,它们是可控制的并且能够产生绕驾驶轴线的飞行器的移动,N是大于1的整数。
在本发明的一个优选应用中,所述驾驶轴线是对应于飞机(并且其因而配备两个机翼)的飞行器的侧滚轴线,所述空气动力面2A到2N是安装在所述机翼上的副翼和/或扰流器,并且N是副翼和扰流器的数量。
然而,本发明还可应用于飞行器的偏航驾驶,因而在此情况下,所述驾驶轴线是该飞行器的偏航轴线,并且所述空气动力面2A到2N是所述飞行器的方向舵。
所述该类型的设备1包括:
-常用的装置3,其允许产生与所考虑的驾驶轴线相关的总驾驶指令。以常用的方式,所述装置3尤其包括控制装置,例如小型操纵杆或脚操纵杆,其可由该飞行器的飞行员促动。此装置3还包括常用的信息源组,其可测量与该飞行器相关的参数的当前值,例如该飞行器的速度或马赫数,并确定该飞行器的其它参数值,例如该飞行器的质量;
-多个装置4A,4B,...,4N,其经由连接5A,5B,...,5N连接到装置3上,并且其用于根据从所述装置3接收的总驾驶指令确定单独的控制指令,这些单独的控制指令分别用于所述可控制的N个空气动力面2A,2B,...,2N;以及
-装置6A,6B,...,6N,例如常用的促动装置,其经由连接7A,7B,...,7N连接到所述装置4A,4B,...,4N上,并且其用于将从所述装置4A,4B,...,4N接收的单独的控制指令应用到所述空气动力面2A,2B,...,2N上。
除此之外,根据本发明:
-所述装置4A到4N包括装置8A,8B,...,8N,其用于根据从所述装置3接收的所述总驾驶指令形成分别与N个空气动力面2A到2N相关的N个单独的驾驶指令。通过每次将所述总驾驶指令与至少一个正的或负的增益Ki相乘,所述装置8A到8N计算这些单独的驾驶指令,i是从1到N变化的整数,并且N是大于1的整数。根据本发明,所述增益Ki是例如同时满足如下条件a)到c)的增益:
a) Σ i | Ki | = N ; ]]>
b)它们允许减少N-1个飞行器的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感,这N-1个柔性模式根据与该飞行器相关的参数的当前值进行选择;以及
c)一起应用产生效应的所述N个单独的驾驶指令,对于绕所述驾驶轴线(侧滚或偏航)驾驶飞行器,这些效应总体上对应于所述总驾驶指令的效应,
-所述装置4A到4N还包括装置9A到9N,其经由连接10A到10N连接到所述装置8A到8N上,并且其用于以常用的方式从所述单独的驾驶指令推算出所述单独的控制指令。为此,它们实施常见的转换;并且
-所述装置6A到6N形成为以便向所述空气动力面2A到2N应用如下指令:
·开始时(在t=0的时刻),仅应用单独的控制指令,这些单独的控制指令从所述单独的驾驶指令推算而来,而所述单独的驾驶指令根据正的增益Ki获得;并且
·在如下所述的预定时间T之后(即,在t=T的时刻),应用全部所述单独的控制指令(由所述装置9A到9N产生)。
已知称为柔性的飞行器具有多个柔性模式(频率在大约1Hz到15Hz之间),其中许多频率最低的柔性模式(且因而这些模式是飞行器上的乘客感受最明显的模式)呈现出大的飞行器结构应变,尤其是在其机翼处,在此处出现节点(对于此模式不动的点)和腹点(在两个节点之间呈现出最大的应变)。因此柔性模式由其频率、其衰减率和其带有腹点和节点的几何分布来表征。由于不同的空气动力面2A到2N并不全部位于结构的相同位置,它们离这些腹点和节点更远或更近。这些几何特征产生在本发明中应用的基本原理,即,以相同的倾斜,不同的空气动力面2A到2N既不以相同的增益也不以相同的相来激发不同的柔性模式,此柔性模式在机舱处对飞行器的舒适度表现出影响。这样,用N个空气动力面2A到2N,存在一组增益Ki(i从1到N变化),例如通过从各空气动力面2A到2N请求效率Effi,非常明显地减少了造成机舱的不适的N-1个柔性模式的激发,同时满足如下方程:
Σ i | Ki | = N , ]]>
其以常用的方式通过解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统而获得。
将会注意到,以常用的方式在N个空气动力面上分配指令DP,以便它们不会激发单一的特定柔性模式,等于解决具有N个未知数的1方程的线性系统。在本发明的范围内,由于有N个空气动力面2A到2N,分配DP指令以便不激发N-1个柔性模式,等于因而解决具有N个未知数的N-1个方程的线性系统。
这样要解决的N-1指令的线性系统可表示为:
-N:所用的空气动力面的数量;
-M1,M2,...,MN-1:所考虑的N-1个柔性模式;以及
-2A,2B,...,2N:所用的N个空气动力面。
当控制了标为Eff的总侧滚指令时,寻求减小由于特定柔性模式Mj引起的加速,该加速在飞行器的特定位置Pj处(驾驶舱、特定的乘客座位等)感觉到。使指令Eff向1归化,并且观察在Pj处由于Mj而产生的加速的最大幅度(Pj处的加速频率分析),当向操纵机构2i唯一地应用此指令时会感觉到此最大幅度。此幅度将标为Aij。
因而会注意到,对于[1,N]之间的所有i,对于[1,N-1]之间的所有j,当仅向单一的舵面2i发送归一化的倾斜指令时,Aij是在飞行器的Pj位置处由于单一柔性模式Mj而引起的加速的幅度。如果对所有的模式Mj都选择相同的点Pj,寻求在该飞行器的一个点处使加速最小。如果选择不同的点Pj,例如根据这些点是使该飞行器的后部还是前部振动更大,这允许使柔性模式的局部效应最小化。
要解决的线性系统包括计算要应用于N个舵面2i上的N个增益,例如对于总指令Eff,对舵面2i计算的指令是Effi=Ki·Eff,并且位置Pj处的柔性模式Mj的加速分量为零。带有N个未知数的N-1个方程的此系统Ki可写作:
Σ 1 N Ki . Ai 1 = 0 Σ 1 N Ki . A 12 = 0 · · · Σ 1 N Ki . AiN - 1 = 0 ]]>
或者还可以写成:
       j ∈ [ 1 , N - 1 ] , Σ 1 N Ki . Aij = 0 ]]>
对任何
这种系统的答案可写作一组增益Ki,它们都与增益K1成比例,增益K1的值是自由的。
因而仅考虑方程 Σ 1 N | Ki | = N , ]]>以固定K1的值,并从而固定所有的增益Ki。
因此,增益Ki和在以下确定的相关偏移值以常用的方式根据该飞行器的常用数学模型来确定。这些增益和偏移值以常用的方式取决于与该飞行器相关的参数的当前值,并且尤其取决于速度和质量。这些增益和偏移值优选地根据它们所依据的那些参数列在二维数组中。因此,根据由前述信息源在飞行期间测量的这些参数的当前值,设备1的装置(形成例如所述装置4A到4N的一部分)自动地选择对应的增益和偏移值。通过将在该飞行器上可测量的其它参数考虑在内,可以使这些增益和偏移值更精确。
此外,以通常的方式根据该飞行器的常用数学模型得知该飞行器的柔性模式。这些柔性模式在该飞行器的飞行领域内根据与所述飞行器相关的参数(例如速度、质量或马赫数)的当前值而演变。因此,根据由前述信息源在飞行期间测量的这些参数的当前值,借助于那些优选地存储的数组,设备1的装置(形成例如所述装置4A到4N的一部分)自动地选择N-1个柔性模式,设备1会减少它们的激发。
此外,在一个具体实施例中,根据本发明的设备1根据该飞行器的速度测量(由前述其中一个所述信息源实施)来激活。这样,当该飞行器的当前速度达到一个范围,在该范围内由设备1所产生的作用是所希望的作用时,激活所述设备1。此激活可取决于其它参数,尤其是允许确定增益和偏移值的前述参数。
据认为空气动力面2A到2N对于所考虑的不同的激发都或者处于正相,或者处于反相。因此,前述偏移值呈如下两个值中的一个:0和π。因此,不同的增益Ki或者是正的,或者是负的。因此,对于给定频率,在t=0时的信号与t=1时相同的信号处于反相,此处对应于该信号的半个周期。因而可认为,对于组成它们的每个频率,具有负增益Ki的信号等于由相同的信号乘以-1(因而具有增益|Ki|),并且随时间偏移所考虑频率的半个周期。
如果在t=0时,以常用的方式对从2A到2N的N个空气动力面的每个空气面,考虑所分配的效率请求Eff(t)[因而实行了总请求Effg=N·Eff(t)],此请求将激发产生不适感的柔性模式。如果不是此常用请求(迄今为止实施的),根据本发明实行以下请求:
-在t=0时,对每个空气动力面请求效率Ki·Eff(t),其增益Ki是负的;
-然后,从t=T开始,又对每个空气动力面请求效率|Ki|.Eff(t-T),其增益Ki是负的,
从t=T时开始获得等于Effg的请求,但N-1个柔性模式的激发被极大地减少甚至消除。
当然,为此而选择主要影响飞行器舒适度的N-1个模式。
根据本发明的驾驶设备1实施如上的原理。为此,将总驾驶指令分化发送到从2A到2N的各个空气动力面上,目的在于减少数目为N-1的柔性模式的激发,该柔性模式导致飞行器的不适感。这允许减少这种不适感,同时按照所述总驾驶指令产生绕所述驾驶轴线(侧滚或偏航)的驾驶。
将会注意到所述预定时间T优选地(为了最大效率的原因)是柔性模式(所述N-1个柔性模式中的)的半个周期,该柔性模式导致飞行器的不适感。
因此,如上所述的根据本发明的驾驶设备1的实施例,其允许借助于驾驶指令的一部分的时间T的偏移来获得和在一般驾驶情况下一样的控制(对于大于T的t),但没有产生不适感的柔性激发。
在第一简化实施例中,对此实施例,增益Ki是例如等于零的和驾驶设备1形成为以便实施如下操作:
-开始时(t=0时),应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) , ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,并且Eff(t)是以相等的方式发送到从2A到2N的N个空气动力面上的指令,以获得总效应N·Eff(t);并且
-在所述预定的时间T后(t=T时),应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) + Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的。
如之前所示,在常用实施例中,单独的控制指令DP以相同的方式分配到所考虑的N个空气动力面上。在这种情况下,总效率等于N·DP。相反地,在本发明中,此指令区分地分配到从2A到2N的N个空气动力面上。各单独的指令DPi呈现各自的增益ki,以及取决于频率的相且因此满足如下表达式:

根据本发明,通过考虑从2A到2N的空气动力面或者处于正相,或者处于反相而实施逼近运算。因此,相可化为两个值0和π,并且或者取值1(=e0),或者取值-1(=e)。所以,在本发明中考虑的上述增益Ki取以下值中的一个值:+ki,-ki.这是为何本发明中所用增益Ki不是代表正整数的习惯增益,而可以是正的或负的。
对于组成它们的每个频率,具有负增益Ki的信号等于由相同的信号乘以-1(因而具有增益|Ki|),并且随时间偏移所考虑频率的半个周期T(代表为π的偏移)。
此外,如先前所示,这些增益Ki(正的或负的)应满足方程:
Σ i | Ki | = N ]]>
以便保持前述总效率Effg=N·DP[当然DP=Eff(t)]。具体地,在所述预定时间T之后,此总效率Effg可写为:
Effg = Σ j Kj . Eff ( t ) + Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ]]>
不同的j是整数i,对于它们对应的增益Kj是正的,并且不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的。
因此获得:
Effg = ( Σ j Kj + Σ l | Kl | ) . DP = Σ i | Ki | . DP = N . DP ]]>
总效率Effg因此并不真正满足值N·DP。
然而将会注意到以所述第一前述简化的实施例,在位于t=0和t=T之间的时间间隔期间,可存在驾驶指令上的偏差,在此期间该驾驶指令不完全以前述解决方案实施。
为弥补此缺陷,在第二简化实施例中,对此实施例,增益Ki是例如等于零的和驾驶设备1形成为以便实施如下操作:-开始时(t=0时),应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = KA . Σ j Kj . Eff ( t ) , ]]>
KA是满足如下关系的增益:
KA . Σ j Kj = N ]]>
-在所述预定的时间T后(t=T时),应用产生如下总效应Effg的控制指令:
Effg = [ KA . Σ j Kj . Eff ( t ) ] - [ KB . Σ j Kj . Eff ( t - T ) ] ]]>
+ [ ( KA + KB ) . Σ l | Kl | . Eff ( t - T ) ] ]]>
不同的l是整数i,对于它们对应的增益Kl是负的,并且KB是满足如下关系的增益:
[ ( KA - KB ) . Σ j Kj ] + [ ( KA + KB ) . Σ l | Kl | ] = N ]]>
将会注意到,根据本发明的驾驶设备1允许数学地消除N-1个柔性模式的激发,但是,实际上,其至少对N个结构模式非常有效,因为其中的若干模式呈现非常相似的应变。一组适于具体模式的增益自然适于其它接近的应变模式。

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通过根据特定的驾驶轴线将驾驶指令偏移一部分,驾驶设备(1)允许获得和使用常用驾驶情况下相同的指令,而没有产生飞行器的不适感的柔性激发。 。

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